(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面が軸に対して接する滑り軸受部、および前記軸の外周を囲む環状のセンサハウジング部を、軸方向に並べて一体に設けたセンサハウジング付き軸受本体と、前記軸に装着されて前記センサハウジング部内に位置するエンコーダ部と、このエンコーダ部を検出するセンサが実装され前記センサハウジング部内に、前記滑り軸受部と反対側の端部から挿脱可能に装着されたセンサ実装基板とを備える回転検出機能付き滑り軸受装置。
【請求項２】
請求項１において、前記センサハウジング部は、円周方向の一部に径方向の内外に貫通した基板配置用窓を有し、かつこの基板配置用窓内に臨む凸部または凹部からなる基板受け部を有し、前記センサ実装基板を、前記基板受け部で受けて前記基板配置用窓内に設置し、前記センサ実装基板に接続する配線を前記基板配置用窓から外径側に取り出した回転検出機能付き滑り軸受装置。
【請求項３】
請求項２において、前記センサ実装基板におけるセンサハウジング部の外側を向く面に、前記配線の接続用のコネクタを実装した回転検出機能付き滑り軸受装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３において、前記センサハウジング部の前記滑り軸受部と反対側の端部の開口を前記軸の外周で封鎖するする蓋部材を、前記センサハウジング部に着脱可能に取付け、前記基板受け部で受けられた前記センサ実装基板を、前記蓋部材で抜け止めすることで前記センサハウジング部に対して固定した回転検出機能付き滑り軸受装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記軸は、外周面の円周方向の一部に、平坦面で切除した形状の平坦面部を有し、前記エンコーダ部は、環状に形成されて前記軸の外周に嵌合し、かつ内周面の円周方向の一部に突出して設けられた先端が平坦面の平坦面状係合突部を前記平坦面部に係合させた回転検出機能付き滑り軸受装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記エンコーダは、円周方向に磁極が並ぶ環状の回転検出用着磁トラックを有する回転検出機能付き滑り軸受装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記エンコーダは、円周方向に磁極が並ぶ環状の回転検出用着磁トラックを複数列有し、両回転検出用着磁トラックは、互いに位相またはピッチが異なっていて、前記センサとして、前記各回転検出用着磁トラックをそれぞれ検出する複数のセンサを設けた回転検出機能付き滑り軸受装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記エンコーダは、円周方向の一部に原点検出用着磁部を有し、前記センサとして、前記原点検出用着磁部を検出するセンサを設けた回転検出機能付き滑り軸受装置。
【請求項９】
請求項８において、前記軸は、外周面の円周方向の一部に、平坦面で切除した形状の平坦面部を有し、前記エンコーダ部は、環状に形成されて前記軸の外周に嵌合し、かつ内周面の円周方向の一部に突出して設けられた先端が平坦面の平坦面状係合部を前記平坦面部に係合させ、前記原点検出用着磁部を、前記エンコーダ部の前記平坦面状係合突部から軸方向に突出させた突片に設けた回転検出機能付き滑り軸受装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、事務機器の軸の支持に用いられる回転検出機能付き滑り軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軽荷重等を受ける滑り軸受、例えば複写機やプリンタ等の事務機器等に用いられる回転検出機能付き滑り軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転センサ付軸受として、転がり軸受の内輪にエンコーダを設け、静止部である外輪にセンサハウジングを設け、センサハウジングで支持したセンサによりエンコーダの回転を検出するようにしたものがある（例えば特許文献１）。また、滑り軸受において回転検出機能を持たせたものもある（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２４９６８号公報
【特許文献２】特開２００６−２６６９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
転がり軸受に回転センサを取付けた場合、エンコーダ部を軸受の内輪に圧入して取付けるため、エンコーダの再利用は不可能となり、軸受またはセンサの独立した交換ができない。
上記特許文献２の滑り軸受は、センサハウジングに対して滑り軸受部の設置側に、センサが実装されたセンサ実装基板が設けられていて、滑り軸受部に対してセンサの取り外しができない構造になっている。そのため、センサに故障等の問題がなく、滑り軸受部を交換したい場合に、センサの再利用が不可能となっている。また、センサへの電気配線は配線用コネクタを経由せずに直接に接続されているため、組立に手間がかかる。
【０００５】
この発明の目的は、容易に分解できて、滑り軸受部かセンサ実装基板のいずれか等の不良発生部品のみを交換し、他の部分を再利用可能とした回転検出機能付き滑り軸受装置を提供することである。
この発明の他の目的は、電気配線部から脱着することができて、取扱を容易とすることである。
この発明のさらに他の目的は、簡単な部品交換により、回転検出の分解能の変更や、単純回転検出、回転方向検出機能、原点検出機能等の回転検出の種類変更等を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の回転検出機能付き滑り軸受装置は、内周面が軸に対して接する滑り軸受部、および前記軸の外周を囲む環状のセンサハウジング部を、軸方向に並べて一体に設けたセンサハウジング付き軸受本体と、前記軸に装着されて前記センサハウジング部内に位置するエンコーダ部と、このエンコーダ部を検出するセンサが実装され前記センサハウジング部内に、前記滑り軸受部と反対側の端部から挿脱可能に装着されたセンサ実装基板とを備える。
【０００７】
この構成によると、滑り軸受部と一体化されたセンサハウジング部に対して、センサ実装基板が滑り軸受部と反対側の端部から挿脱可能に装着されている。そのため、滑り軸受部とセンサ実装基板との相互の分解が容易であり、これら滑り軸受部とセンサ実装基板との、いずれか不良となった部品のみを交換し、他の部品を再利用することができる。
【０００８】
この発明において、前記センサハウジング部は、円周方向の一部に径方向の内外に貫通した基板配置用窓を有し、かつこの基板配置用窓内に臨む凸部または凹部からなる基板受け部を有し、前記センサ実装基板を、前記基板受け部で受けて前記基板配置用窓内に設置し、前記センサ実装基板に接続する配線を前記基板配置用窓から外径側に取り出しても良い。
この構成の場合は、センサ実装基板を基板受け部で受けて基板配置用窓内に設置するため、センサハウジング付き軸受本体に対するセンサ実装基板の着脱がより一層容易となる。また、センサ実装基板に接続する配線を基板配置用窓から外径側に取り出すため、配線が邪魔となることなく、センサ実装基板の着脱が行える。
【０００９】
上記のように、センサ実装基板を基板配置用窓に基板受け部で受ける場合に、前記センサ実装基板におけるセンサハウジング部の外側を向く面に、前記配線の接続用のコネクタを実装しても良い。この構成の場合、センサ実装基板を電気配線から脱着することができ、センサハウジング付き軸受本体に対するセンサ実装基板の脱着等の取扱や、事務機器等内での回転検出機能付き滑り軸受装置の保守や組立等の取扱がより一層容易となる。
【００１０】
また、上記のように、センサ実装基板を基板配置用窓に基板受け部で受ける場合に、前記センサハウジング部の前記滑り軸受部と反対側の端部の開口を前記軸の外周で封鎖するする蓋部材を、前記センサハウジング部に着脱可能に取付け、前記基板受け部で受けられた前記センサ実装基板を、前記蓋部材で抜け止めすることで前記センサハウジング部に対して固定しても良い。
このように蓋部材でセンサ実装基板を固定するようにした場合、センサ実装基板の着脱がより一層容易となる。
【００１１】
この発明において、前記軸は、外周面の円周方向の一部に、平坦面で切除した形状の平坦面部を有し、前記エンコーダ部は、環状に形成されて前記軸の外周に嵌合し、かつ内周面の円周方向の一部に突出して設けられた先端が平坦面の平坦面状係合突部で前記平坦面部に係合させても良い。
このような平坦面部による嵌め合い、いわゆるＤカット部による嵌め合いとした場合、軸に対するエンコーダ部の取付位相が定まり、また取付位相を目視で確認することでできる。
【００１２】
この発明のように、前記エンコーダは、円周方向に磁極が並ぶ環状の回転検出用着磁トラックを有するものであっても良い。この構成場合、回転速度や回転位相の検出のみの単純回転検出機能を持たせることができる。
また、前記エンコーダは、円周方向に磁極が並ぶ環状の回転検出用着磁トラックを複数列有し、両回転検出用着磁トラックは、互いに位相またはピッチが異なっていて、前記センサとして、前記各回転検出用着磁トラックをそれぞれ検出する複数のセンサを設けても良い。この構成の場合、単純回転検出機能に加え、両回転検出用着磁トラックの検出信号の位相ずれから、回転方向の検出機能を持たせることができる。
【００１３】
また、前記エンコーダは、円周方向の一部に原点検出用着磁部を有し、前記センサとして、前記原点検出用着磁部を検出するセンサを設けても良い。この構成の場合、軸の１回転で１回となる原点の検出機能を持たせることができる。
【００１４】
原点検出機能を持たせる場合に、前記軸は、外周面の円周方向の一部に、平坦面で切除した形状の平坦面部を有し、前記エンコーダ部は、環状に形成されて前記軸の外周に嵌合し、かつ内周面の円周方向の一部に突出して設けられた先端が平坦面の平坦面状係合部を前記平坦面部に係合させ、前記原点検出用着磁部を、前記エンコーダ部の前記平坦面状係合突部から軸方向に突出させた突片に設けても良い。この構成の場合、軸の平坦面状係合部と対応して原点検出用着磁部が設けられるため、位相合わせや軸の原点検出の取扱が容易となる。
【００１５】
この発明の回転検出機能付き滑り軸受装置は、事務機器の軸の支持に用いられるものであっても良い。前記事務機は、例えば、複写機やプリンタ等である。これらの事務機ではその軸受は比較的に軽荷重等を受けることになるが、コスト低下の要求が強く、また構成部品の再利用が強く望まれる。そのため、この発明における、滑り軸受部かセンサ実装基板のいずれか等の不良発生部品のみを交換可能とした効果が、より一層効果的に発揮される。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の回転検出機能付き滑り軸受装置は、内周面が軸に対して接する滑り軸受部、および前記軸の外周を囲む環状のセンサハウジング部を、軸方向に並べて一体に設けたセンサハウジング付き軸受本体と、前記軸に装着されて前記センサハウジング部内に位置するエンコーダ部と、このエンコーダ部を検出するセンサが実装され前記センサハウジング部内に、前記滑り軸受部と反対側の端部から挿脱可能に装着されたセンサ実装基板とを備えるため、容易に分解できて、滑り軸受部かセンサ実装基板のいずれか等の不良発生部品のみを交換し、他の部分を再利用可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の一実施形態に係る回転検出機能付き滑り軸受装置の破断側面図である。
【図２】同回転検出機能付き滑り軸受装置の背面図である。
【図３】そのセンサハウジング付き軸受本体の破断側面図および背面図である。
【図４】そのエンコーダ部の破断側面および背面図である。
【図５】同エンコーダ部の着磁範囲の説明図である。
【図６】そのセンサ実装基板の側面図である。
【図７】その蓋部材の断面図および正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明の一実施形態を図１ないし図７と共に説明する。この回転検出機能付き滑り軸受装置は、センサハウジング付き軸受本体１、センサ実装基板２、および蓋部材３を組み立てた部品と、エンコーダ部４とでなる。
【００１９】
センサハウジング付き軸受本体１は、円筒面状の内周面６ａが軸５に対して接する滑り軸受部６と、軸５の外周を囲む環状のセンサハウジング部７とを軸方向に並べて一体に設けた部品である。センサハウジング付き軸受本体１は、金属であっても、樹脂であっても良い。図示の例では、センサハウジング付き軸受本体１は全体が同材質の一体品とされているが、軸５に対して滑り接触する内周面６ａを構成する部分に、他の部分よりも耐摩耗性に優れた素材を用いても良い。これにより、滑り軸受部６の長寿命化が可能となる。この場合、内周面６ａを構成する部分は、スリーブ等で構成し、他の部分に対して、溶接、圧入、接着、一体成形等で一体に固定されたものとする。なお、図１において破線で示す範囲ａは、センサハウジング付き軸受本体１と軸５の滑り軸受として作用する部分を示す。
【００２０】
センサハウジング付き軸受本体１の滑り軸受部６となる部分の外周には、円筒面状等の機器嵌合面６ｂと、環状の機器係合突部６ｃとが設けられ、この回転検出機能付き滑り軸受装置を取付ける事務機器などの取付フレーム８に取付穴８ａで嵌合し、かつ取付フレーム８の側面に機器係合突部６ｃの側面で係合して位置決めされる。
【００２１】
センサハウジング部７は、滑り軸受部６に対して外径が同径であって、内径が大きい円筒状部とされ、かつ内周面は、滑り軸受部６に対する反対側端の内周が、他の部分の内周面７ａよりも大径の内径拡径部７ｂとなった段付き円筒面とされている。内径拡径部７ｂには、円周溝からなる蓋取付用溝９が形成され、図７に示す板状で蓋部材３が、外周の環状の係合用突部３ａで嵌合する。蓋部材３は中央に軸挿通穴３ｂを有する環状に形成されている。
【００２２】
センサハウジング部７の円周方向の一部には、径方向の内外に貫通した基板配置用窓１０が設けられている。図３ように、基板配置用窓１０の内周面には、軸方向の一端に位置する凹部である溝状の基板受け部１１ａおよび円周方向の両側に位置する凹部である溝状の基板受け部１１ｂが、互いに続いて設けられている。図１ように、センサ実装基板２は、これら溝状の基板受け部１１ａ、１１ｂに外周の３辺が嵌合することで、これら基板受け部１１ａ，１１ｂにより、軸方向にのみ挿脱自在に受けられる。この基板受け部１１ａ，１１ｂで軸方向に挿脱自在に受けられたセンサ実装基板２は、センサハウジング部７に蓋部材３を嵌合させることで、蓋部材３により抜け止めされ、センサハウジング部７に対して固定状態となる。なお、基板受け部１１ａ、１１ｂは、基板配置用窓１０内に突出した凸部であってもよい。
【００２３】
図６に示すように、センサ実装基板２は、矩形状の印刷配線基板２ａにセンサ１２と回路部品（図示せず）を実装したものである。この例では、印刷配線基板２ａは、両面に配線パターン（図示せず）を有し、両面の配線パターンが互いにスルーホール部で導体により接続されたものを用い、センサ１２（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）の取付面と反対側の面に配線用コネクタ１３を実装している。配線用コネクタ１３は、互いに差し込み接続されるソケット側およびプラグ側のコネクタ部品１３ａ，１３ｂを有し、ソケット側のコネクタ部品１３ａが印刷配線基板２ａに実装されている。プラグ側のコネクタ部品１３ｂには配線１４が接続されている。
【００２４】
センサ１２として、センサ実装基板２には、それぞれ磁気センサからなる第１および第２の回転検出用のセンサ１２Ａ，１２Ｂと、原点検出用のセンサ１２Ｃとが設けられる。なお、この明細書では、これら３つのセンサ１２Ａ〜１２Ｃにつき、特に種類の区別の必要のない場合に、単にセンサ１２と称している。回転検出用の第１および第２のセンサ１２Ａ，１２Ｂは、軸方向に並べて配置されている。原点検出用のセンサ１２ｃは、印刷配線基板２ａの一端にＬ字状に折り曲げ形状に形成された折り曲げ片部２ａａに設けられている。各回転検出用のセンサ１２Ａ，１２Ｂには、両極検出型センサ（Ｎ極およびＳ極の両方を検出するセンサ）または単極検出型センサ（Ｎ極またはＳ極のみを検出するセンサ）が用いられる。原点検出用のセンサ１２Ｃには単極検出型センサが用いられる。
【００２５】
図１において、軸５のエンコーダ４が装着される端部は、外周面の円周方向の一部に、平坦面で切除した形状の平坦面部５ｂが形成され、いわゆるＤカット形状とされている。平坦面部５ｂは、エンコーダ４を嵌合させる部分から軸５の端面まで続いている。
【００２６】
図４にエンコーダ部４を示す。エンコーダ部４は、一つの環状の部品からなり、より具体的には円筒状に形成されていて、図１のように軸５の外周に嵌合する。エンコーダ部４には、回り止め用として、内周面の円周方向の一部に、先端が平坦面の平坦面状係合突部４ａが突出して設けられ、平坦面状係合突部４ａで軸５の平坦面部５ｂに全体が接触するように係合する。
【００２７】
エンコーダ部４は、全体が磁性材料からなり、または樹脂や金属製の母材に磁性材料の層を塗布などで設けたものであり、センサ１２で検出可能な磁力を有している。具体的には、図５に示すように、外周に環状の回転検出用着磁トラック２１，２２が軸方向に並べて設けられている。第１の回転検出用着磁トラック２１は、例えばＮ極とＳ極の磁極を円周方向に交互に等ピッチで設けたものである。第２の回転検出用着磁トラック２２は、第１の回転検出用着磁トラック２１と同様に、Ｎ極とＳ極の磁極を円周方向に交互に設けたものであるが、第１の回転検出用着磁トラック２１とは、互いに位相またはピッチが異なるものとされる。例えば、円周方向の一部の磁極のみを円周方向幅の広い磁極とし、残りの各磁極を等ピッチとしても良い。
【００２８】
エンコーダ部４の円筒状部分の一端には、前記平坦面状係合突部４ａから軸方向に延びる突片４ｂが設けられている。突片４ｂは、平坦面状係合突部４ａと同じ横断面形状であって、外周面が円筒面で、内周側の面が平坦面とされ、図１の蓋部材３の軸挿通穴３ｂ内に相対回転許容用の隙間を介して嵌合する。この突片４ｂのエンコーダ外径側の面に、図５のように原点検出用着磁トラック２３が設けられている。原点検出用着磁トラック２３は、請求項で言う原点検出用着磁部であり、ＮまたはＳ極の単極の磁極からなる。このように突片４ｂに原点検出用着磁トラック２３を設けることで、原点検出用着磁トラック２３をエンコーダ部４の円筒状部分に設ける必要がなくなり、エンコーダ部４の小型化が可能になる。なお、原点検出用着磁トラック２３は、Ｎ極とＳ極とを円周方向に交互に３つ並べてものであっても良い。
【００２９】
なお、前記各センサ１２Ａ〜１２Ｃは、エンコーダ部４の２つの回転検出用着磁トラック２１，２２および原点検出用着磁トラック２３とそれぞれ同じ軸方向位置に配置され、これらの着磁トラック２１〜２３に対してラジアル方向に対面する。
【００３０】
上記構成の回転検出機能付き滑り軸受装置によると、滑り軸受部６と一体化されたセンサハウジング部７に対して、センサ実装基板２が滑り軸受部６と反対側の端部から挿脱可能に装着されている。そのため、滑り軸受部６とセンサ実装基板２との相互の分解が容易であり、これら滑り軸受部２とセンサ実装基板３とのいずれか一方が不良となった場合に、その不良の部品のみを交換し、他の部品を再利用することができる。
また、センサ実装基板２を基板受け部１１ａ，１１ｂで受けて基板配置用窓１０内に設置し、蓋部材３で抜け止め状態に固定するため、センサハウジング付き軸受本体１に対するセンサ実装基板２の着脱がより一層容易となる。センサ実装基板１２に接続する配線１４は、基板配置用窓１０から外径側に取り出すため、配線１４が邪魔となることなく、センサ実装基板２の着脱が行える。特に、センサ実装基板１２にコネクタ１３を設けた場合は、配線１４が接続されていない状態でセンサ実装基板１２の着脱が行え、この回転検出機能付き滑り軸受装置を取付ける事務機器などの軸受機器内での回転検出機能付き滑り軸受装置の取り回しが容易になる。
【００３１】
エンコーダ部４は、回り止め用の平坦面状係合突部４ａから軸方向に延びる突片４ｂが設けられているため、軸５との位相合わせが容易で、かつこの突片４ｂを原点検出に利用可能になる。また、突片４ｂは、蓋部材３の軸挿通穴３ｂに嵌まり込むため、軸５のＤカット形状とした平坦面部５ｂの外周で蓋部材３との間の隙間が広がることが回避され、その隙間から異物が内部に侵入すること防止する作用を果たす。
【００３２】
なお、上記実施形態では、センサ１２として３つのセンサ１２Ａ〜１２Ｃを設けたが、センサ実装基板２に実装するセンサ１２の個数、エンコーダ部４の着磁トラック２１〜２３の数を変更することにより、単純回転検出機能のみのもの、単純回転検出機能に加えて回転方向検出機能を加えたもの、さらに原点検出機能を加えたものに変更できる。組合せ例でして、次の表１に示すものがある。
【００３３】
【表１】
0005484221.tif 000002
【００３４】
センサ個数や、着磁トラック個数を種々変える場合に、センサ実装基板２の印刷配線基板２ａの配線パターンを除く形状や、エンコーダ部４の外観形状を統一したものを準備しておくと、互換性が得られる。そのため、センサ実装基板２とエンコーダ部４を変える場合にも、センサハウジング付き軸受本体１や蓋部材３は共通品が使用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１…センサハウジング付き軸受本体
２…センサ実装基板
３…蓋部材
４…エンコーダ部
４ａ…平坦面状係合突部
４ｂ…突片
５…軸
５ｂ…平坦面部
６…滑り軸受部
７…センサハウジング部
１０…基板配置用窓
１１ａ，１１ｂ…基板受け部
１２，１２Ａ〜１２Ｃ…センサ
１３…配線用コネクタ
１４…配線
２１〜２３…着磁トラック
【図１】
0005484221.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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